Selbstdarstellung

Aufgaben und Ziele der Fachgruppe Trocknungstechnik

I. Ziele

Die Fachgruppe beschäftigt sich mit Verfahren und Apparaten zur Trocknung von Feststoffen, Suspensionen, Lösungen und Schmelzen, mit der Formulierung von festen Produkten und mit der Ad- und Desorption an Feststoffen. Seit ihrer Gründung im Jahre 1948 ist ihr Ziel die wissenschaftlichen Grundlagen der Trocknungstechnik zu erforschen und praktisch bei der Gestaltung betriebssicherer und energieeffizienter Trocknungsverfahren und -apparate sowie neuerdings zunehmend bei der Formulierung von funktionalisierten Feststoffen anzuwenden. Sie ist ein fachgebundenes Forum für die Diskussion und den Wissens- und Erfahrungsaustausch zwischen Industrie, Hochschulen und Verbänden. Traditionell wird auf eine starke Industriepräsenz Wert gelegt, das spiegelt sich sowohl in den Vorträgen als auch in der momentanen Besetzung der Fachgruppe wieder (13 Mitglieder kommen von der Hochschule, 17 aus der Industrie). Somit fördert sie den persönlichen Kontakt zwischen den auf dem Gebiet Trocknungstechnik arbeitenden Fachleuten und dem wissenschaftlichen Nachwuchs. Auf dem Fachgebiet werden neue Entwicklungen erkannt sowie Forschungsvorhaben angeregt und diskutiert. Weitergehende Informationen sind auf der Webseite www.drying.de/ zu finden.

 

II. Schnittstellen zu anderen Gremien

Das Fachgebiet Trocknungstechnik unterhält enge Kontakte zu angrenzenden Fachgebieten der Feststoffverfahrenstechnik. Verfahren wie Filtrieren, Mahlen und Agglomerieren werden in denselben Apparaten wie die Trocknung durchgeführt. Auch werden typische Apparate der Trocknung für andere verfahrenstechnische Grundoperationen verwendet, z.B. die Schmelzeerstarrung im Sprühturm oder die Agglomeration in der Wirbelschicht. Bei Kontakten zu Gebieten wie Lebensmittelverfahrenstechnik, Pharmazie und chemische Industrie steht das Produkt im Fokus der Betrachtung. Die Grundlagen der Trocknungstechnik sind die gekoppelte Wärme- und Stoffübertragung, die Mehrphasenströmung in porösen Medien, die thermische Stofftrennung und Grenzflächen - mit den entsprechenden Fachgruppen werden in regelmäßigen Abständen gemeinsame Fachtagungen gehalten.
Auf europäischer Ebene unterhält die Fachgruppe gute Kontakte zu den Fachleuten und Organisationen der anderen europäischen Länder, die über die EFCE zusammengeschlossen sind. Die Fachgruppe Trocknungstechnik ist durch zwei berufene Mitglieder aus Industrie und Universität in der "Working Party on Drying (WPD)" vertreten. Diese Vertreter besuchen regelmäßig die Geschäfts- und Arbeitssitzungen der WPD, wirken bei der Gründung gemeinsamer europaweiter Forschungsprojekte mit und veranstalten in unregelmäßigen zeitlichen Abständen gemeinsame Fachgruppensitzungen mit der WPD. Auf internationaler Ebene nehmen Mitglieder der Fachgruppe an dem "International Drying Symposium" (IDS) teil, auf dem Fachleute aus aller Welt über ihre Arbeiten berichten.

 

III. Arbeitsschwerpunkte

  • wissenschaftliche Grundlagen:
    für kapillarporöse Stoffsysteme wird durch den Übergang von der makroskopischen Ebene (Kontinuumsmodelle) zur mikroskopischen Ebene (Porenraummodelle) der Zusammenhang zwischen Struktur und Trocknungsverhalten hergestellt, diffusionskontrollierte Trocknungsprozesse sollen durch die genaue Messung der Zustands- und Transportkoeffizientenfunktionen vollständig berechenbar werden.
  • Feststoffformulierung:
    Auf dem Gebiet der Formulierungstechnik ist noch Grundlagenarbeit zu leisten, da die Mechanismen zur gezielten Einstellung von Produkteigenschaften bisher nur ungenügend verstanden werden. So sind insbesondere die Beziehungen zwischen den geforderten Produkteigenschaften und der Struktur und Morphologie des Produktes in vielen Fällen noch unbekannt. Ebenso ist die Abhängigkeit der Produkteigenschaften von den Verfahrens- und Apparateparametern meist nur durch aufwendige Trocknungsversuche ermittelbar. Grenzflächenphänomene, die insbesondere bei der Feststoffbildung zu beachten sind, können häufig noch nicht genügend analysiert und gezielt zur Einstellung von Produkteigenschaften genutzt werden.
  • Energieeinsparung:
    Die Trocknung stellt eine energieintensive Technologie dar. Daher wird bei den Herstellern verstärkt daran gearbeitet, umweltschonende, also energieoptimale und emissionsarme Trocknungskonzepte zu entwickeln. Insbesondere eine verstärkte Integration des Prozesses in das Gesamtverfahren, verbesserte Meßtechnik und modellbasierte Regelungen lassen Fortschritte auf diesem Gebiet erwarten.
  • Labormethoden:
    Aufgrund des nicht vorhersagbaren Trocknungsverhaltens der meisten realen Produkte sind kostengünstige und aussagekräftige Laborversuche unverzichtbar. Die Weiterentwicklung und Standardisierung von Labormethoden zur Verfahrensvorauswahl und orientierenden Kostenschätzung von Trocknungsverfahren ist deshalb weiterhin Schwerpunkt der Entwicklungsarbeit.

 

IV. FuE-Schwerpunkte

Aus der Weiterentwicklung von Berechungswerkzeugen (z.B. höhere Rechenleistung von Computern, CFD- und DEM-Methoden, Populationsbilanzen) ergeben sich Chancen für die bessere Beschreibung von Trocknungsprozessen die derzeit noch empirisch über eine normierte Trocknungskurve betrachtet werden.
Verbesserte Meßtechnik (z.B. NMR, konfukale Raman Spektroskopie) geben bessere Einblicke in die Trocknungsprozesse und hilft bei der Validierung von Modellen.
Grundlegende Fortschritte auf dem Gebiet der Theorie der Trocknungstechnik sind nur noch durch den Übergang auf die nächst tiefere Beschreibungsebene möglich (z.B. vom Kontinuum in den mikroskopischen Bereich oder von diesem in die molekulare Ebene), zukünftige Forschungsschwerpunkte müssen diesem Trend Rechnung tragen.

April 2007 

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